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メカニズム

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1: 2019/07/06(土) 22:31:08.81 ID:CAP_USER
「学習行動」はRNAを介して子孫に遺伝する:線虫の研究から明らかに
https://headlines.yahoo.co.jp/article?a=20190705-00010002-wired-sctch
https://headlines.yahoo.co.jp/article?a=20190705-00010002-wired-sctch&p=2
https://headlines.yahoo.co.jp/article?a=20190705-00010002-wired-sctch&p=3
https://headlines.yahoo.co.jp/article?a=20190705-00010002-wired-sctch&p=4
2019/7/5
YAHOO!JAPAN NEWS,WIRED.jp


われわれが学習した情報は、いったい体のどこに記憶されるのだろうか。言うまでもなく「脳」はそのひとつである。しかし、「学習」と「記憶」に関するメカニズムの再考を余儀なくされたいくつかの研究結果から、多くの研究者たちが盛んにそのメカニズムを追究してきた。

もともと光から逃げる性質のあるプラナリアは、著しい再生能力を持つ扁形動物である。光のなかにある餌を安全だと10日間かけて学習したプラナリアは、そのあと頭部を切断され、尻尾から新たな頭部を再生させた。驚くことに再生した頭部は、光のなかでの餌の見つけ方をどういうわけだか“覚えて”いた。これは何らかの記憶が脳の中枢神経にとどまらないことを示した研究だった。

また、RNAの移植によって生物の記憶を移し替えることができるという研究もあった。電子ショックによって防衛的収縮を学習したアメフラシのRNAを、訓練を受けなかった7匹のアメフラシに移植したところ、それらは体を触られた際にまるで訓練を受けたかのような振る舞いをしたのだ。

これは少なくとも、記憶の一部はRNAに保存されていることを示した画期的な実験だったと言える。これらの例は、訓練で得た一部の「情報」や「経験」が脳にとどまらないことを示しており、その媒体としてエピジェネティクス(DNAの配列変化によらない遺伝子発現を制御・伝達するシステム)やRNAによる関与が疑われていた。

・生物学の常識を覆す「学習」の遺伝
そのメカニズムが今回、「カエノラブディティス・エレガンス(C. elegans)」という線虫を使った2つの論文で説明されている。線虫の神経系は学習後、小分子RNAの一種であるsiRNAやpiRNAを介して、情報を生殖細胞に伝達することが明らかになったのだ。しかも驚くことに、子孫の生存に有益だと思われるこれらの“記憶”は、3~4世代も子孫に継承し得ることが2つの研究により判明している。

線虫のゲノムには、ヒトゲノムとほぼ同数の遺伝子──つまりタンパク質の合成に必要な遺伝情報がある。これまでの研究により、ヒトや線虫を含む動物は、複数の遺伝子の発現を時々刻々と変化させることで、活動レヴェル、温度変化、飢饉など、あらゆる変動的な環境条件に順応することがわかっている。さらにこれらの遺伝的装飾が生殖細胞に及ぶと、それらは世代を超えたエピジェネティックな遺伝として子孫へと受け継がれることがわかっている。

プリンストン大学分子生物学部およびルイス・シグラー研究所のチームは、線虫が学習した危険回避行動は、生殖細胞を介して親から子へと受け継がれることを、6月6日付けの学術誌『Cell』で報告している。

線虫は自然環境で、さまざまな種類の細菌を餌にする。そのなかでも緑膿菌は、場合によって生死を分ける危険な病原体だ。「線虫は最初は病原体である緑膿菌に引き寄せられますが、感染するとそれを回避することを学びます。そうしなくては数日内に死んでしまうからです」と、コリーン・マーフィ教授は説明する。

緑膿菌の摂取によって病気になった個体は、多くの場合は死ぬ前に卵を産み落とす。驚くことに実験では、母線虫が死の間際に学習した危険回避行動を、それらの子孫は本能的に“知って”いた。子孫は緑膿菌に自然に引き寄せられる習性を無効にしてでも、この細菌を危険とみなして回避したのだ。しかも、これまで一度も緑膿菌に接触したことがなくでもである。

続きはソースで

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引用元: 【生物/遺伝】「学習行動」はRNAを介して子孫に遺伝する:線虫の研究から明らかに[07/06]

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1: 2019/06/19(水) 06:10:46.34 ID:CAP_USER
「土に触れると癒される」メカニズムが解明される
https://www.newsweekjapan.jp/stories/world/2019/06/post-12337.php
2019年6月18日(火)19時10分
Newsweek,ニュースウィーク日本版,松岡由希子

 <米コロラド大学の研究者によって、自然の土壌にも含まれる細菌とメンタルヘルスとの関係についての研究が発表された>

 庭仕事などで土に触れ、ふと癒された経験はないだろうか。この作用には土壌に含まれる細菌が関連しているのかもしれない。

 ・細菌とメンタルヘルスとの関係についての研究
 
 米コロラド大学ボルダー校のクリストファー・ローリー教授は、細菌とメンタルヘルスとの関係について、長年、研究に取り組んできた。
 2018年4月には米国科学アカデミーの機関誌「米国科学アカデミー紀要(PNAS)」で
 「田園地域で家畜とともに育った人のほうがペットのいない都市部で育った人よりもストレスに対して良好な免疫反応を備えている」という研究論文を発表。

 また、同年6月にその成果を発表した研究プロジェクトでは、自然の土壌にも含まれる細菌「マイクロバクテリウム・バッカエ」を雄マウスに3回注入したところ、
 認知機能や不安をつかさどる脳の海馬で抗炎症タンパク質「インターロイキン-4」が増加し、
 外的ストレスにさらしてもストレス誘導性タンパク質「HMGB1」のレベルは低く、この細菌がストレス耐性を高める可能性があることが示されている。

 これらの研究成果をふまえ、ローリー教授らの研究チームは「マイクロバクテリウム・バッカエ」がストレス関連障害を抑えるメカニズムの解明をすすめている。
 2019年5月22日には、精神薬理学の学術雑誌「サイコファーマコロジー」でその一部を示す研究論文を発表した。

続きはソースで

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引用元: 【免疫】「土に触れると癒される」メカニズムが解明される[06/18]

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1: 2019/04/11(木) 18:00:20.93 ID:CAP_USER
カブトムシの雌雄を見分けるための特徴である角。メスの場合はさなぎになる直前に、雌雄を決める「トランスフォーマー遺伝子」が作用して角が生えないようになっていると、基礎生物学研究所(愛知県岡崎市)などの研究グループが発表した。昆虫に角が生えるようになったメカニズムや、進化の過程の解明に役立つことが期待されるという。

 研究は11日付の米科学誌「プロス・ジェネティクス」に掲載された。

 カブトムシは孵化(ふか)後、10カ月ほどの期間を経てさなぎになり、さらに2週間ほどで羽化して成虫になる。基生研の森田慎一研究員(発生生物学)らはまず、カブトムシの幼虫を観察し、これまではっきり分からなかった、幼虫とさなぎの間の「前蛹(ぜんよう)期間」が5日間ほどと定義。

続きはソースで

https://www.asahicom.jp/articles/images/AS20190410004058_commL.jpg
https://www.asahicom.jp/articles/images/AS20190410003361_commL.jpg

朝日新聞デジタル
https://www.asahi.com/articles/ASM485JJXM48OBJB00F.html
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引用元: 【ゲノム解析】カブトムシ、角がメスに生えない理由 研究チームが解明[04/11]

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1: 2019/03/01(金) 14:15:20.52 ID:CAP_USER
鳥やイルカなど、音声のやり取りを行う動物は多く存在しますが、人間のように即時的で複雑な会話を行う動物は限られています。そんな中、人間にように複雑な会話を行う「歌うマウス」を研究することで、人間の脳が会話をどのように処理しているのかというメカニズムが明かされる可能性が出てきています。
https://i.gzn.jp/img/2019/03/01/songs-of-singing-mice/00.jpg

Motor cortical control of vocal interaction in neotropical singing mice | Science
http://science.sciencemag.org/content/363/6430/983

This singing mouse’s brain could reveal keys to snappy conversation | Science | AAAS
https://www.sciencemag.org/news/2019/02/singing-mouse-s-brain-could-reveal-keys-snappy-conversation

The Songs of Singing Mice May Help Unlock How the Brain Processes Conversation | Technology Networks
https://www.technologynetworks.com/neuroscience/news/the-songs-of-singing-mice-may-help-unlock-how-the-brain-processes-conversation-316156

人間の脳は、他の人のスピーチに含まれる情報をエンコードし、それに対し即座に応答します。マーモセットというサルは、話者を順番に交代するスタイルの人間のようなコミュニケーションを取りますが、やり取りは人間よりもゆっくりとした速度です。

しかし、「Alston’s singing mouse」と呼ばれるマウスは速いスピードで複雑な会話が行えるとして、ニューヨーク大学メディカルセンターの研究者がその脳の働きを調査しました。Alston’s singing mouseのオスは敵を攻撃する時やメスのマウスを魅了する時に歌を歌いますが、この行動は他のマウスと大きく異なると論文の筆頭著者であるMichael Long准教授は語っています。一般的なラボのマウスは短く、無秩序な、超音波の音声を発しますが、Alston’s singing mouseは相手が発話者を特定できるような構造的なシグナルを発することができ、その音声はおよそ100の音色から生み出される比較的長いものとなっています。

Alston’s singing mouseの音声がどんなものなのかは、以下のムービーから確認できます。

Male Alston's singing mouse (S. teguina) singing to female in estrus - YouTube
https://youtu.be/Cwjjxj6ambY


続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2019/03/01/songs-of-singing-mice/02.jpg
https://i.gzn.jp/img/2019/03/01/songs-of-singing-mice/02.jpg

https://gigazine.net/news/20190301-songs-of-singing-mice/
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引用元: 【動物】「歌って会話するネズミ」が人の脳のメカニズム解明のカギとなる[03/01]

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1: 2019/03/07(木) 01:08:59.71 ID:CAP_USER
ヒトを含む多くの生き物は一時的に脳や体の活動を休止する「睡眠」を必要とします。人類は古代ギリシャの時代から睡眠の研究を行っていますが、睡眠のメカニズムと意義は現代も完全には明らかになっていません。それでも、さまざまな実験から「動物は長期にわたって睡眠不足に陥ると健康が悪化し、最悪死に至ることもある」ことがわかっています。そんな動物と睡眠の関係を探る研究について、科学系メディアのLive Scienceがまとめています。

Can Any Animal Survive Without Sleep?
https://www.livescience.com/64873-can-animals-survive-without-sleep.html

ペルージャ大学の細胞生物学者であるGigliola Grassi-Zucconi氏の研究によると、近代医学の分野で睡眠についての研究が行われたのは1890年代までさかのぼるとのこと。ロシア帝国で数少ない女性医師だったMarie de Manacéïne氏は、「子犬を何日も目覚めさせたままにして、数日間睡眠を取らせなかったらどうなるか」という睡眠に関わる動物実験を世界で初めて行いました。

実験では、睡眠不足にし続けて数日で子犬は亡くなったそうです。de Manacéïne氏が死後解剖した結果、子犬の脳に深刻な病変が発生していたことがわかりました。de Manacéïne氏は「私たちはできるかぎり長生きしたいと考えていますが、一方で私たちは人生の3分の1は睡眠によって犠牲になっているのです」と書き記していました。

また、1898年にはイタリアの生理学者であるLamberto Daddi氏とGiulio Tarozzi氏が、常に散歩して連れ回すことで犬を睡眠不足にする実験を行いました。十分な餌を与えられていたにも関わらず、犬は9~17日後に亡くなり、その脳細胞や神経細胞に変性が認められたことをDaddi氏は報告しています。

睡眠はヒトや犬のような脊椎動物だけではなく、無脊椎動物である昆虫にも見られることがわかっています。インペリアル・カレッジ・ロンドンの神経生物学者であるGiorgio Gilestro氏率いる研究チームが、キイロショウジョウバエのメスの睡眠習慣を監視したところ、他の動物のメスが1日あたり平均時間300分ほど睡眠していたのに対して、キイロショウジョウバエのメスは1日あたり72分しか寝ていなかったことがわかりました。

また研究チームは、キイロショウジョウバエを封じ込めたチューブを回転させることで睡眠時間の96%を奪うという実験も行いました。すると、睡眠不足を強制された個体群の死亡率は、正常に睡眠をとっていた個体群の死亡率とほぼ同じで、睡眠不足がキイロショウジョウバエの生命活動に支障をきたした様子は認められなかったとのこと。つまりキイロショウジョウバエのメスはわずか3分の睡眠でも生命活動を維持できるということがいえます。

続きはソースで
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引用元: 【生物学】一切眠らずに生きていける動物は存在するのか?ハエやクラゲも眠ることが明らかに[03/04]

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1: 2018/12/29(土) 13:21:08.83 ID:CAP_USER
2018年12月28日

沼田英治 理学研究科教授、遠藤淳 同研究員、高梨琢磨 国立研究開発法人森林研究・整備機構森林総合研究所主任研究員、向井裕美 同研究員らの研究グループは、国内で広く見られるクサギカメムシにおいて、卵塊中のある卵が孵化を始めて殻が割れた瞬間、発生した振動が周りに感じとられ、一斉に孵化が起こることを発見しました。

続きはソースで

http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/images/181228_1/01.jpg
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/181228_1.html
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引用元: 【生物】カメムシの卵が一斉に孵化する巧妙なメカニズムを発見 ある卵が割れた振動を合図にきょうだいの卵が孵化する

カメムシの卵が一斉に孵化する巧妙なメカニズムを発見 ある卵が割れた振動を合図にきょうだいの卵が孵化するの続きを読む
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